调节 Android AudioTrack 播放速度

Posted 2023-02-24

【中文标题】调节 Android AudioTrack 播放速度

【英文标题】：Regulate Android AudioTrack playback speed

【发布时间】：2018-07-13 06:50:26

【问题描述】：

我目前正在尝试使用 AudioTrack 播放音频。音频通过网络接收，应用程序不断读取数据并添加到内部缓冲区。一个单独的线程正在使用数据并使用 AudioTrack 进行播放。

问题：

音频播放不断波动（感觉像音频定期下降），使其不清楚。 播放速度太高或太低，不切实际。

为了避免网络延迟和其他因素，我让应用程序等待它读取足够的数据并在最后播放。

这使得音频播放得非常快。这是我使用的一个基本逻辑示例。

    sampleRate = AudioTrack.getNativeOutputSampleRate(AudioManager.STREAM_MUSIC);
    audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, sampleRate,
                    AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO,
                    AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
                    AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT),
                    AudioTrack.MODE_STREAM);
audioTrack.play();

short shortBuffer[] = new short[AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)];
while (!stopRequested)
    readData(shortBuffer);
    audioTrack.write(shortBuffer, 0, shortBuffer.length, AudioTrack.WRITE_BLOCKING);

说android AudiTrack 类没有内置功能来根据环境条件控制音频播放是否正确？如果是这样，是否有更好的库可用于简化音频播放？

【问题讨论】：

从 AudioTrack.getNativeOutputSampleRate() 方法检索采样率（问题已更新）。我尝试将采样率设置为不同的值，但都没有奏效。

在你把信号写出来之前，你根本没有对信号做任何 DSP？

【参考方案1】：

我看到的第一个问题是任意采样率。

AudioTrack.getNativeOutputSampleRate 将返回声音系统使用的采样率。它可能是 44100、48000、96000、192000 或其他。但看起来你有来自某个独立来源的音频数据，它会以非常精确的采样率产生数据。

假设来自源的音频数据以每秒 44100 个样本进行采样。如果你从 96000 开始播放，它会加快速度并提高音调。

因此，请使用来源提供的采样率设置以及通道数、采样格式等，而不依赖于系统默认设置。

第二个：你确定readData 过程总是足够快以成功填充缓冲区，无论缓冲区有多小，并且返回的速度比播放缓冲区的速度快吗？

您已经创建了AudioTrack，并将AudioTrack.getMinBufferSize 作为bufferSizeInBytes 参数传递。

getMinBufferSize 函数返回可用于此参数的缓冲区的最小可能大小。假设它返回了对应于 10ms 长度的缓冲区的大小。 这意味着应在此时间间隔内准备新数据。 IE。之前的write返回控制和执行新的write之间的时间间隔应该小于缓冲区的时间大小。

因此，如果 readData 函数可能由于某种原因延迟超过该时间间隔，则播放将暂停该时间，您会听到播放中的小间隙。

readData 可能延迟的原因可能是多方面的：如果是从文件中读取数据，那么它可能会延迟等待 IO 操作；如果它分配java对象，它可能会碰到垃圾收集器的延迟；如果它使用另一种音频源的某种解码器，它使用自己的缓冲，它可能会周期性地延迟重新填充缓冲区。

但无论如何，如果您没有创建某种应尽快对用户输入做出反应的实时合成器，请始终使用合理高的缓冲区大小，但不得小于返回的getMinBufferSize。即：

sampleRate = 44100;// sampling rate of the source

int bufSize = sampleRate * 4; // 1 second length; 4 - is the frame size: 2 chanels * 2 bytes per each sample
bufSize = max(bufSize, AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)); // Not less than getMinBufferSize returns
audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, sampleRate,
                AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO,
                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
                bufSize,
                AudioTrack.MODE_STREAM);

【讨论】：

非常感谢 AterLux。是的，你是对的，数据是由流媒体设备通过 RTP 以稳定的采样率发送的。但是我没有其配置的详细信息。其次，readData 从数据缓冲区返回数据，并在数据到达移动应用程序时将其添加到缓冲区。只有在读写锁的小时间窗口才获得。除此之外，从/到缓冲区的读取和写入都发生在并行线程中。

查看流媒体设备的编码器设置，我可以看到它使用的是 16000 的采样率。为 16000 采样的数据计算所需缓冲区大小的方法是什么？如果没有足够的数据来填充缓冲区的整个长度，我应该用静音（零）填充剩余长度吗？

不，您应该填写尽可能多的数据，但是在“write”的第三个参数中，而不是shortBuffer.length，您必须指定readData 返回的确切数据量。因此，如果readData 只填充了缓冲区的一部分，那么它应该以某种方式返回实际填充的数据数。

readData 使用 shortBuffer 长度作为最小长度。如果没有足够的数据，它返回零表示没有数据。如果返回零长度，我将一个具有最小长度的空数组推送到 AudioTrack.write。

然后，您应该修改readData 填充数组的方式。并且绝对不要将空数组传递给write 方法。

【参考方案2】：

就像用户@pskink 所说，

很可能是您的 sampleRate（或任何其他传递给 AudioTrack 构造函数）无效。

所以我会首先检查您实际设置的采样率是什么值。

作为参考，你也可以通过调用setPlayBackParams方法来设置AudioTrack的速度：

public void setPlaybackParams (PlaybackParams params)

勾选AudioTrack docs，可以看到PlaybackParams docs，可以设置输出音频的speed和pitch。然后可以传递此对象以在您的 AudioTrack 对象中设置播放参数。

但是，如果您唯一的问题是原始构造函数 sampleRate（因为我们看不到变量 sampleRate 的来源），则不太可能需要使用它。

【讨论】：

从 AudioTrack.getNativeOutputSampleRate() 方法中检索采样率（添加到原始问题中）。我尝试将采样率设置为不同的值，但都没有奏效。